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一、空調負荷的特性
1.手術室在建築中的位置
由GB 50333醫院潔淨手術部建（jiàn）築技術規範，目前潔淨（jìng）手術部較多采用雙（shuāng）通道布置方（fāng）法，即有一個潔淨（jìng）通道和一個清潔通道，往往手術室就布（bù）置（zhì）在這二個通道之間，基本上不直接靠外圍護結構（gòu）布置，同時由於手術室潔淨度的要求，直接靠外圍護結構布置的（de）手術室在其內部也采用板材進行封閉且氣密性（xìng）良好（hǎo），因此外界空氣的狀態對手術（shù）室自身（shēn）的溫、濕度影響有限。由此可知，潔（jié）淨手術（shù）部基本上是處在圍護結構保溫良（liáng）好的封閉內區。
2.負荷特性
潔淨手術部內照明和人員發熱變化（huà）較小，基本為一（yī）定值，醫療設備的發（fā）熱量較大，且使用情況多變，故手術室的熱負荷變化較大。手術室人聚集在手術台周（zhōu）圍，發濕量集中、變化較小。手（shǒu）術（shù）期間的負荷特點是熱負荷波動較大，濕負荷比較穩定，從而引起室內熱濕比波動較大。
根據潔淨（jìng）手術（shù）部環境控製的工藝要求，一般采用一次回風再熱的方（fāng）式，空（kōng）氣處理過程存在（zài）著（zhe）較大的再熱負荷（再熱（rè）負荷是潔淨手術室（shì）工藝性空調係統與（yǔ）普通舒（shū）適（shì）性空調係統的主（zhǔ）要差別（bié）之一）。現代化的綜合醫院規（guī）模較大，手（shǒu）術室的數量較多，其巨大的再熱負荷在醫療建築的空調負荷中占著很（hěn）大的比（bǐ）重。
3.手術室（shì）空調的基（jī）本形式（shì）及熱（rè）濕處理
（1）基本形式
通常手術（shù）室末端淨化空調機組采用由表冷器進行熱濕（加濕另配加濕段）處理的形式，即手術室的回風（fēng）和新風混合後經表冷器處理後再送到手術室內（nèi）的方式。由此可知，末端空調機組（zǔ）出口的溫、濕度參數直接決定了（le）手術室內的溫、濕度。
（2）熱濕處理（lǐ）過程
a.手術室的冷（lěng）熱處理過程基本上是一（二）次回風係統，即經冷熱（rè）處理（lǐ）的新風和手術室的回風混合後（hòu）通過表（biǎo）冷器處理到機器露點，再加熱到（dào）送風狀態點後送入室（shì）內。
b.由於手術室基本上（shàng）在建築內區（qū），熱負荷常年存（cún）在，故要消除熱負荷需係統常年（nián）製冷，即對末端空調機組來說（shuō），冬季也需冷凍水供應。
c.冬季手術部在運行前室內（nèi）熱（rè）負荷較小，需要（yào）進行供熱（保（bǎo）溫），在正常手術（shù）時隨著（zhe）熱負荷的（de）加大，空調係統又需要切換到供（gòng）冷工況。由此可知手術部需常年供冷（lěng）且（qiě）始終處在（zài）製冷、製熱、再加熱這（zhè）種特殊狀況。
4.空調（diào）水係統的分類
對於集中（zhōng）式空調水係（xì）統來說，有二管製係（xì）統有四管製係（xì）統，所謂二管製係統，就是連接冷、熱源到空調（diào）末端處理設備的一供一回二根水管，空調末端處理設備設一（yī）組盤管，夏季是冷盤管冬季是熱盤管。四管製係統，空調末端處理設備各設一組冷、熱處理盤管，分別連接冷源、熱源到空調末端處理設備的四根供回水管。故二管製係統隻能單製冷或單製熱，四管製係統能實現單製冷或單（dān）製熱及（jí）同時製冷和製熱，不難看出由於冷、熱水管道是分開（kāi）的，可以各行其道，對室內負荷變化的適應性強（qiáng），調節靈活，可滿（mǎn）足不同的溫、濕度需求，易對（duì）有溫、濕度要求的、不同冷熱負荷的房間進（jìn）行準確控製。
5.四管製係統的適（shì）應性
基於手術部始終（zhōng）處在製冷、製熱、再加熱這種特殊狀況，二管製係統（tǒng）是（shì）很（hěn）難使空（kōng）調係統的運行參數（shù）符合GB 50333醫院潔淨手術部建築技術規範（fàn）所規定的要（yào）求（qiú），雖然（rán）個別係統能使參數滿足GB 50333的要求，但隨著（zhe）室外（wài）氣候的變化，其控製的精度（dù）和管理的難度將大大增加。由（yóu）於四管製係統將製冷和製熱分成二（èr）個獨立的係統，即可單獨製冷又可單獨製熱（rè）也可同時製冷製熱，因此能方便地實現製冷（lěng）、製熱（rè）、再加熱等二管（guǎn）製係統較難實現的功能，較容易滿（mǎn）足房（fáng）間的溫（wēn）濕度要求，且控（kòng）製係統也較簡單可靠。
二、醫院冷熱源與潔淨區域冷熱源
1.規（guī）範要求
GB 50333 8.1.9 潔淨手術部淨化空調係統可采用（yòng）獨立冷熱源或從醫（yī）院集中冷熱源供給站接（jiē）入。除應滿足（zú）夏、冬設計工況冷熱（rè）負荷使用（yòng）要求外，還（hái）應滿足非滿負荷使用要求。冷熱源設備不宜少於2台（tái）。
GB 50333 8.1.9、8.1.10 手術部淨（jìng）化空調係統及其冷（lěng）熱源采用什（shí）麽形式，應通過手術部布局（jú）以及全年運行工況分析，從能量的（de）綜合利用角度考慮，優化選擇。目前（qián）大多手術部體量（liàng）較大，又常設外走廊，手（shǒu）術室（shì）處（chù）於空（kōng）調區內，特別（bié）是（shì）在過渡季（jì）節，室外溫度降低，室內（nèi）冷負荷減（jiǎn）小（xiǎo），人員濕負荷不變的情況（kuàng）下，熱濕比（bǐ）下降，為了保證送風（fēng）溫度和濕度，空氣需先進行冷卻降溫（wēn）除（chú）濕，再進（jìn）行等濕加熱。整個過程（chéng）同時需要冷量和熱量，所以可以考慮采用四管製係（xì）統。傳統方式製冷和製（zhì）熱（rè）需分別消耗能源，若製熱采用（yòng）電加熱方式時能源利用率極低。而多功能熱泵機組能（néng）夠在蒸發器獲（huò）得冷水的同時，從熱回收（shōu）器獲（huò）得冷（lěng）凝熱加熱熱水，不平衡（héng）部分通過輔助換熱器排放，從而實現同（tóng）時製冷和製熱，而隻需輸入一份能源，便同時獲取冷量和熱量，大大降低了能耗。因此過渡（dù）季采用多（duō）功能熱泵，可以顯（xiǎn）著減低能（néng）耗，減少排放。所以為了（le）一份能源兩份利用，可以考慮多功能熱（rè）泵形式，總之（zhī）應（yīng）綜合（hé）考慮整個手術部（bù）的全部冷負荷（hé）和熱負荷（包括（kuò）空調係統再加熱量，洗浴、刷手以及（jí）汙物清洗的熱水用量）選擇合適的冷熱源，才能有（yǒu）效節能。潔淨手術部冷熱源應具有可靠性、經濟性、適（shì）應性，方便維護和運行，所以宜考慮過渡季節使用要求和經濟（jì）性是否采用獨立冷熱源方式。當用（yòng）非（fēi）獨立冷熱源方式時，應考慮過渡季節使用要求和醫療要（yào）求及經濟性（xìng）。由於手術部空調係（xì）統不能停，而且為使冷熱（rè）源具（jù）備較好調節能力，保障使用（yòng）要求，在條件允許時可設2台（可以是2台設計滿負荷（hé），也可以（yǐ）非滿負荷）。對供冷供暖運行時間較少的手（shǒu）術部，采用分散式冷熱源更經濟。
2.冷源係統
（1）常規冷源（水冷）有以下幾種形式：
a.電動壓縮式機組，包括渦旋式、往複式、螺杆式及（jí）離心式機組。
b.溴化鋰（lǐ）吸收式機組，包括熱水型、蒸汽型及直（zhí）燃型。
一般來說，活塞式、渦（wō）旋（xuán）式製冷機的單機製冷量較小，且其能效比（性能係數）也（yě）較差，不適合作為空調係統的集中冷源。離心式、螺（luó）杆式製（zhì）冷機的單機製冷量較大，且其能效比（性能係數）也較好，適合作為空（kōng）調係統的集中冷源。螺杆式製冷機的低負荷（hé）調節性能較好，離心式製冷機的性能係數較（jiào）高，但（dàn）其低負（fù）荷調節性能略遜。溴化鋰（lǐ）吸收式製冷機，根據其驅（qū）動熱源的供應方式可分（fèn）為蒸汽（熱（rè）水）型和直燃型（xíng）兩類，一般來說，較適合利用發（fā）電廠或熱電聯產的餘熱蒸汽（熱水）源，不宜采用（yòng）商業市政供應的蒸汽（熱水）源，更不宜采用專配鍋爐為驅動熱源供應蒸汽（熱水）型冷水機（jī）組的形式。
（2）常規冷源係統設計原則
中小型醫療建築，采用多台螺杆式（shì）製冷機均分（fèn）的配置（zhì）方式，數量一（yī）般（bān）以2至4台為好。大中型醫療建築，盡量采用效率更高的離心式製冷機。由於醫療建築通常會有（yǒu）較小負荷的空調（diào）運行情況（kuàng），為保證係統的低負荷調節性能，一般在選用離心（xīn）式製冷機的時候另外搭配1至2台螺杆（gǎn）式製冷機，對於螺杆式製冷（lěng）機，其製冷能力為離心式製冷機的50%左右。如果采用1台（tái）螺杆式製冷（lěng）機（jī）的（de）額定製（zhì）冷量偏大（dà）時，可采（cǎi）用2台螺（luó）杆式製（zhì）冷機，其單（dān）台製冷能力為離心式製冷機的25%左右。
目前，還可以（yǐ）考慮變頻式離（lí）心冷水機組。該種製冷機（jī），即能擴大機組的部分負荷運行範（fàn）圍，又能達到（dào）良好的節能效（xiào）果。可采用多（duō）台製冷量相同的離（lí）心式製冷機均分配置方式，其中一台（或全部）為變頻式（shì）離心（xīn）冷水機組。
（3）蓄冷空調（diào）係統
空調蓄冷（lěng）技（jì）術，即是在電力負荷很低（dī）的夜間用電低（dī）穀期，采用製冷機製冷，利用蓄冷介質的（de）顯熱或潛熱特性，用一定方式（shì）將冷量（liàng）存儲起來。在電力負荷較高的白天，也就是（shì）用電（diàn）高峰（fēng）期，把存儲的冷量釋放出（chū）來，以滿足建築物空調或生產工藝的需要。應用蓄冷空調技術的意義：a.削峰填穀、平衡電力負荷；b.改善發電（diàn）機組效率（lǜ）減少（shǎo）環境汙染；c.減少裝（zhuāng）機容量，節省空調用戶的（de）電力花費（fèi）；d.改（gǎi）善製冷機組運行效率（lǜ）；e.蓄冷（lěng）空調係統特別適（shì）用於負（fù）荷比較集中、變化較大的場合；f.應用蓄冷空調技術，可擴大空調區域的使用麵積；g.適合於應急設備所處的環境等。蓄冷係統大致可分為水蓄（xù）冷及冰蓄冷空調係統。
（4）常規（guī）冷源（風冷（lěng））形（xíng）式
風（fēng）冷熱泵機（jī）組，適用於夏熱（rè）冬冷地區峰（fēng）值負荷不大，負荷變化率較大的中小型建築，一般采（cǎi）用多台主機（jī），空調係統全年運行（háng）時，宜采（cǎi）用熱泵式機組，當同時需要供冷（lěng）和供（gòng）熱時（shí），宜選擇四管製風（fēng）冷熱泵機組。
3.常規熱源係（xì）統
（1）熱源的種類
醫院熱源（yuán）有蒸汽和（hé）熱水兩類，來源有市政（zhèng）熱網、燃氣（油）鍋爐、電鍋爐（lú）。當有市政熱網供（gòng）應的蒸汽或（huò）高溫熱水時，隻需設置汽（水）－水熱交換器即可，采用多台均分的配置方式，當一台（tái）停止（zhǐ）工作時，剩餘（yú）換熱器的設計換熱量應滿足總熱量的65%~70%，數量一般以2至4台為宜（yí）。沒有市政熱網供熱時，一般采用燃（rán）氣（油）鍋爐作為熱源。鍋爐分為蒸汽鍋爐和熱水鍋爐兩類。
（2）係（xì）統設計原（yuán）則
根據（jù）公共（gòng）建築節能設計標準，除廚房、洗衣、高溫消毒、工藝性濕度控製（zhì）等必須采用蒸汽（qì）的熱負（fù）荷外，其他場合不應使用蒸汽鍋（guō）爐。熱水鍋爐：建議（yì）采用自（zì）帶換熱器的熱水鍋爐，可不必再設水－水熱交換（huàn）器，空調水係統直接接駁其換熱（rè）器的進出口即可使用。設計時，同樣采（cǎi）用多台均分的的配置方式，數（shù）量一般以2～3台為好。空調（diào）熱源還有一種形式是采用電鍋爐。《公共建築節能設計標準（zhǔn）》GB 50189–2015對采用電鍋爐作為空調熱源有嚴格的條（tiáo）件限定。當空調係統的（de）冷源采用空氣（地）源熱泵型冷（lěng）（熱）水機組、直燃型溴（xiù）化（huà）鋰吸收式冷（熱）水（shuǐ）機組、直接（jiē）蒸發式的分（fèn）體空調或直接蒸（zhēng）發式變製冷（lěng）劑流量空調係統時，由（yóu）於設備本身即可製冷也可製熱，故無需再另（lìng）外設置熱源。
三、常用綠色節能方式
1.淨化區域的（de）幾種（zhǒng）節能方式
（1）變新風係統
根據規範手術室新風采用新風集中處理，處理後的新（xīn）風送到各（gè）手術室的（de）循環係統，這種淨化空調係統的特點是，各（gè）手（shǒu）術室空調自成係統（tǒng），可避免交叉感（gǎn）染（rǎn），而且各（gè）手（shǒu）術室也可以靈（líng）活使用，新風集中控製有利於各手（shǒu）術室正壓要求。間手術室停用時，為保證手術室的潔淨度，要維持一定的正壓值，這樣必須有經處（chù）理的新風送入手術室，而（ér）送入的新風量與白天正常使用的量往往不一樣，這樣（yàng）對新風機來說就存在（zài）二個不同的送風量。為降低能耗往往采用風機變頻技術加以解決。
（2）新排風全熱交換
新風預處理在能耗中占很大的比例，排風通過熱交換器預處理新（xīn）風達到節能的目的。為防止產生交（jiāo）叉感染，所以這個（gè）措施一般適用於低級（jí）別（bié）較低的潔淨手術室。（標準病房的（de）新風也采用）(3)Ⅰ級手術室二次（cì）回風係統
潔（jié）淨手術室設計中，一（yī）次回風係統的再熱耗能問題是一直存在（zài）的，而在Ⅰ級手術室中，送風量（liàng）很大，如果繼續采用一次回風係統，大風量的冷熱抵消造成的能源浪費是不能接（jiē）受（shòu）的，因此（cǐ），Ⅰ級手術室采用二次回風係統，在空調箱表冷段後再與回風混合一次來代（dài）替再熱，這（zhè）樣可以在滿足送風量（liàng）得前提下（xià），以達（dá）到節能的目（mù）的。
2.製冷主機的（de）幾種節能方式
（1）潔淨手術部空調水係統及冷熱（rè）源（yuán）的優化選擇
一般情況下醫院都有蒸汽（qì）或熱水鍋爐，通過設置（zhì）不同換熱量和不同出水溫度的板式換熱器來滿足不同使用功能的要求。潔淨手術（shù）部冷凍水係統，有下列兩種情況值得分析。其一（yī）冷凍水（shuǐ）是從整個大係統中引出，這要求把和手（shǒu）術部使用情況（kuàng）一樣的各功能用房的負荷合並，如（rú）血液病房、DSA房間、NICU房間等（děng），設（shè）置一台僅滿足此負荷的冷凍（dòng）機在夏季和過渡季使用，冬（dōng）季可使用板式換熱器結合冷卻塔來提供免費（fèi）供冷，運行較為經濟；製熱則使用（yòng）鍋（guō）爐結合板式（shì）換熱器（qì）的係（xì）統。係統全年供冷、供熱同（tóng）時存在滿足手（shǒu）術室需要。其（qí）二（èr）采用四（sì）管製冷熱水機組，即采用獨立的空調冷熱源係統，此係統是根據設計計算的空調冷熱負荷選擇不（bú）同製冷（熱）量的機組，水係統*獨立，與整個醫院的（de）其他水係統分開（也可作為備（bèi）用冷、熱源）。
（2）四管製機組的運行能耗
四管製多功能冷熱水機組的工作原（yuán）理是冷熱量的回收和綜合利用，由壓縮機、冷凝器、蒸（zhēng）發器、可變功能換熱（rè）器（qì）等組成。采用二個獨立回路的四管製水（shuǐ）係統，冷凍水側與蒸發器換熱，熱水側與冷凝器換熱，一年四季（jì）可實現五種運（yùn）行模式（區（qū）別（bié）於熱泵熱回收機組）：
a.單（dān）製冷，可變功能換熱器作為冷凝器散熱（rè）；
b.單製熱，可變功能換（huàn）熱器作為蒸發器吸熱；
c.製（zhì）冷+製熱（設備微電腦調節自動（dòng）平衡冷熱量），可變功能換熱器根據（jù）需求散熱或者吸熱；
d.空調製熱（rè）加（jiā）熱回收器製熱水；
e.熱回收器單獨製熱水。
四管製冷（lěng）熱水機組，五種模式（shì）無縫聯接，與末端冷熱需（xū）求即時吻合。機組冷凍（dòng）水供水溫度範圍（wéi）7～15℃，熱水（shuǐ）供水溫度範圍（wéi）26~60℃，安全運行環境溫度範圍-10～46℃。
從上述機組的工作（zuò）原（yuán）理中不難看出四管製機組的運行能（néng）耗和二管製機組差不多（duō），依（yī）靠可（kě）變功能換熱器（qì）能實現同時（shí）供冷水、供熱水的功能，滿足手術室製冷、製（zhì）熱、再加熱這種特殊需求。因此對手術部采用（yòng）獨立冷、熱源的係統來（lái）說（shuō）其使用風冷熱（rè）泵的（de）運行方式時，其運行（háng）能耗會省。
（3）溶液除濕（shī）空調係統(溫、濕度獨立控製)
溶液調濕技術是采用具有調濕（shī）功能的鹽溶液為工作介質，利用溶液的吸（xī）濕與放濕（shī）特性對空氣（qì）含濕量進行控製。
新（xīn）風處理：室外（wài）新風由外界（jiè）提供的高溫冷水預（yù）冷除濕後，進入溶液調濕單元（yuán）除濕。低濕狀（zhuàng）態的新風與回風混合後由外界提供高溫冷水對混風（fēng）進行降溫，達到送風（fēng）狀態點。溶液調濕：除濕單元內，溶液吸收新風中（zhōng）的水分後，濃度變小，為恢複吸收能力，稀溶液被送（sòng）入（rù）再生（shēng）單元（yuán）使（shǐ）用新風進行再生，再生（shēng）後的濃溶液再送入除濕單元，如此進行循（xún）環。
由於溫度和濕度采用獨（dú）立控製（zhì），避免常規係統中熱濕聯合（hé）處理帶來的能耗損失；冷機製取高溫冷水，蒸發溫度提高，冷（lěng）機（jī）COP可提高；溶液調濕係統處理濕負荷，高溫冷機承擔複核減少，冷凍水流量隨之減少，降低了（le）水係統輸配能耗。可準確控製溫濕（shī）度，避免出現室內濕度過高或過低現象。常規係統難以同時（shí）滿（mǎn）足溫、濕度參數的缺點得以解決，也（yě）可以滿足不同房間熱濕比不斷變化的（de）要求。目前沒有資料證明經（jīng）溶液處理過的新風對人體有害，也沒有資料證明經溶液處理過的新（xīn）風對人體無害。
（4）冷（lěng）水機組冷水機組冷凝（níng）熱回收（shōu）
目前常用的（de）冷凝熱回收是冷凝器內有兩組並聯的冷卻水盤管，其中一組盤管可以（yǐ）將熱量傳遞給冷卻水，再（zài）通過冷卻（què）塔釋放到環境中；另一組盤管可以將熱量回收用於生（shēng）活熱水供應。其熱水回收溫度一般（bān）為35~60℃，熱回收率控製在10~100%之間。需考慮使（shǐ）用側（cè）的不穩定（dìng）性，在冷卻塔盤（pán）管側考慮100%的冷卻能力，以（yǐ）保（bǎo）證機組正常運行。
（5）冷卻塔免費（fèi）製冷
冷卻塔的免（miǎn）費製冷是指在冬季用冷卻塔來替代冷凍機進行（háng）製冷。係統僅運行（háng）冷卻塔和水泵（bèng），而冷凍機（jī）不開啟，從而節約運行費用。
當前（qián）位置：